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多年来,黄曲霉毒素(aflatoxin,AFT)对粮食、中药材、饲料等的污染是导致家禽家畜体质肉质下降、人类罹患癌症等健康问题的罪魁祸首。通过物理、化学或生物手段有效防治黄曲霉毒素污染是环境工作者的重要研究内容。其中,黄曲霉毒素的微生物防治法是一种既能最大限度的保持农作物等产品品质、又能减轻对环境副作用的有效手段。以14株分离自黄海海域沉积物的海洋放线菌为材料,分别在淡水和海水环境下对其进行培养,获得发酵上清液,通过Tip culture方法,检测其抑制寄生曲霉菌丝体生长和黄曲霉毒素产生的活性,发现淡水环境下培养的菌株MA03和MA01对寄生曲霉菌丝体生长的抑制率和黄曲霉毒素抑制率均超过80%,其乙酸乙酯粗提物抑制寄生曲霉菌丝体生长的IC50值分别为0.275 mg/m L和0.106 mg/m L。此外,本研究还对上述14个菌株的其他生理活性进行了检测。首先,利用MTT方法,检测上述菌株发酵上清液的抗肿瘤活性,发现5个菌株对肿瘤细胞增殖有抑制效果,其中菌株MA03对3株受试肿瘤细胞系的抑制率均超过90%,而且,在相同浓度下,其乙酸乙酯粗提物比商品化的抗肿瘤药物顺铂(DDP)更能高效地抑制肿瘤细胞集落的形成。其次,还发现了2株能产生性质稳定的色素的菌株MA01(产黄色素)和SHXF02-1(产红色素)。根据抑黄曲霉毒素的能力,其次考虑抗肿瘤的活性,选择10株海洋放线菌,通过分析16S r DNA序列和构建系统发育树,鉴定菌株MA03和MA09属于拟诺卡氏菌属(Nocardiopsis),其余8株菌都属于链霉菌属(Streptomyces)。其中,7个菌株(包括MA03)含有II型PKS基因。以菌株MA03为主要研究对象,针对其形态特征、生理生化特征以及系统发育特征进行深入分析,确定菌株MA03属于白色拟诺卡氏菌葱绿亚种(Nocardiopsis prasina)。对菌株MA03进行大量发酵,获得60 L发酵上清液,然后经过硅胶柱层析、薄层层析、高效液相色谱及质谱分析,对其中抑黄曲霉毒素有效成分进行分离鉴定,结果显示:海洋拟诺卡氏菌MA03的发酵液中可能存在春日霉素(Kasugamycin,抗真菌和抗细菌活性)、Phaeochromycin G(抗肿瘤活性)、1-十三醇(1-Tridecanol,抗菌活性)、手霉素(SW-B,抗真菌活性)、烬灰红霉素(Cinerubin,抗肿瘤和抗菌活性)、紫红菌素A(Griseorhodin A,抗菌活性)、Cylopentadecanone(4-methyl)(活性未知)、Nocarasin C(抗肿瘤和抗菌活性)、Daryamide C(抗肿瘤和抗真菌活性)、Brasiliquinone B(抗菌和抗肿瘤活性)和甲基鼠李素(Rhamnazin,抗氧化活性)。该结果揭示了海洋拟诺卡氏菌MA03高效的抑黄曲霉毒素和抗肿瘤活性的潜在物质基础,也表明该菌株次级代谢产物的生理活性具有多样性。本研究对菌株MA03发酵上清液进行了抗氧化能力检测,结果显示该菌株具有较强的抗氧化作用,因此MA03极有可能产生了Rhamnazin等具有抗氧化活性的化合物。粮食储藏实验结果则证实菌株MA03发酵液粗提物能够有效抑制寄生曲霉对花生和大米的侵染,强烈抑制黄曲霉毒素的产生,作用效果强于常用防霉剂双乙酸钠。对菌株MA03所产纤维素酶的活性检测结果显示该酶能作用于甘薯渣等多种底物,且酶活力较高、稳定性良好。因此,通过单因素实验、Plackett-Burman实验、最陡爬坡实验以及响应面实验,确定菌株MA03在以高氏一号培养基为基础的条件下产抑黄曲霉毒素有效成分的优化培养基配方为:玉米淀粉1%、硫酸铵0.4%、Mg SO4·7H2O 0.05%、Na Cl 0.05%、K2HPO4 0.05%、Fe SO4·7H2O 0.001%以及海水含量0.6%,浓度初始p H7.0。接种量为4%。优化培养条件为:发酵温度28℃,发酵时间为12 d。在以甘薯渣为营养基质的条件下,将响应面法优化得到菌株MA03的最优培养条件为:海水含量0.64%,硫酸铵浓度0.347%,接种量8.44%,甘薯渣浓度3%,蔗糖浓度2%,硫酸镁浓度0.1%,初始p H8.5,发酵温度28℃,发酵时间10 d。后续验证实验所获得的抑制效果与预测值接近。本研究从14株海洋放线菌中筛选出了拟诺卡氏菌葱绿亚种MA03,该菌株具有强烈的抑制寄生曲霉菌丝体生长及其所产黄曲霉毒素积累的作用,而且能够抑制肿瘤细胞增殖、抗氧化和产生纤维素酶。菌株MA03所产的抑黄曲霉毒素有效成分包含多种活性化合物,因此其生理活性具有多样性。综上所述,海洋拟诺卡氏菌MA03在黄曲霉毒素的微生物防治领域具有较高应用价值,其次在固体废渣的资源化利用、抗肿瘤新药研发、抗氧化制剂的开发等领域也具有广阔的前景。